二元函数偏导数连续的表达式
偏导数连续定义

偏导数连续定义
偏导数连续意思是指该函数的图像是一条连续的线。
1、在数学中一个多变量的函数的偏导数是它关于其中一个变量的导数,而保持其他变量恒定(相对于全导数,在其中所有变量都允许变化),偏导数的作用与价值在向量分析和微分几何以及机器学习领域中受到广泛认可。
2、先用定义求出该点的偏导数值c,再用求导公式求出不在该点时的偏导数fx(x,y),最后求fx(x,y)当(x,y)趋于该点时的极限,如果limfx(x,y)=c,即偏导数连续,否则不连续,x方向的偏导设有二元函数z=f(x,y) ,点(x0,y0)是其定义域D 内一点。
3、关键点在于多元函数的偏导数也是多元函数,所以讨论多元函数的偏导数在某一点的连续性就跟讨论多元函数在某一点的连续性是一样的,需要偏导数趋向该点的极限等于该点的函数值,是个一样元数的函数,所以不能片面地认为二元函数的偏导数在某一点连续就是x或y固定在x0或y0后转化成的一元函数在该点连续。
第二节二元函数的一阶、二阶偏导数

第二节二元函数的一阶、二阶偏导数一、二元函数的一阶偏导数1、在某点处的一阶偏导数——已知二元函数z f(x ,y) 在点(x ,y 0)处及其附近有定义,若一元函数zf(x ,y 0)在点x 0处对x 可导,则称此导数值为二元函数z f(x ,y)在点(x 0,y 0)处对x 的一阶偏导数,记作f x (x 0,y 0) ,或z x |xx 0,或y y 0 f(x 0,y 0)z;,或 |x x xx yy若一元函数zf(x ,y 0 )在点y 0处对y 可导,则称此导数值为二元函数z f (x ,y)在点(x 0,y 0)处对y 的一阶偏导数,记作 f y (x 0,y 0),或z y |xx 0,或f(x 0,y 0),或 y y y 0z x 0。
|x yy y 0 2、可导与连续关系:尽管在某点处两个一阶偏导数都存在,却不能保证在该点处连续。
3、在某区域上的一阶偏导数——若二元函数zf(x ,y)在区域E 上每一点(x ,y)处都有对x ,对y 的一阶偏导数,则对于区域 E 上每一点(x ,y)都有一个对x 的一阶偏导数值和一个对 y 的一阶偏导数值与之对应,于是得到两个新的二元函数,这两个新的二元函数分别称为z f (x ,y)对x ,对y 的一阶偏导函数,简称一阶偏导数,分别记作 f x (x ,y),或z x ,或 f(x ,y) z,或 和f y (x ,y),或z y ,或f(x ,y),或z。
x x yy 二、二阶偏导数1、定义——二元函数 zf(x ,y)一阶偏导数的一阶偏导数称为二元函数z f (x ,y)的二阶偏导数,共有四个,分别记作f xx (x ,y) (f x (x ,y))x ,或z xx ,或 f 2(x ,y)2zx 2 ,或x 22,2f xy (x ,y) (f x (x ,y))y ,或z xy ,或f(x y),或 z y x x y2 ,2f yx(x,y) (f y(x,y))x,或z yx,或f(x y),或zy xx yf yy(x,y) (f y(x,y))y,或z yy,或f2(x,y),或2z。
二阶连续混合偏导数相等的一个简洁证明

第24卷第2期2021年3月高等数学研究STUDIES IN COLLEGE MATHEMATICSVol. 24 ,No. 2Mar. , 2021doi : 10. 3969/j. issn. 1008-1399. 2021. 02. 021二阶连续混合偏导数相等的一个简洁证明刘雁鸣(武汉工程大学数理学院!湖北武汉430205)摘 要 本文运用导数判别函数单调性的知识,通过构造函数给出了二阶连续混合偏导数相等的一个证明,比数 学分析中的证明方法简易”关键词二元函数;二阶混合偏导数中图分类号 O171 文献标识码 A 文章编号 1008 - 1399(2021)02 - 0064 - 02A Concise Proof of the Mixed Derivative TheoremLIU Yanming(School of Mathematics and Physics !Wuhan Institute of Technology !Wuhan 430205)Abstract By the construction of a function of two variables and the knowledge of the first derivative testforincreasinganddecreasingfunctions !thispaperpresentsaconciseproofofthe MixedDerivativeTheo- reminCalculusKeywords function of two variables , mixed sccond ―order partial derivatives在高等数学中有一个重要定理:二元函数Z = f(x,y )的两个二阶混合偏导数E 和E 如果连续, 则必相等.国内院校广泛使用同济版《高等数学》(下 册)1+对此不予证明,原因是一般教师所了解的数学 分析中的证明方法,学生不易接受和掌握.目前国内的数学分析教材对此定理的证明,均 采用了菲赫金哥尔兹的《微积分学教程(第一卷第8 版)》中的证明閃,如华罗庚的《高等数学引论(第二 册)》3+、华东师范大学《数学分析(下册)》4等.我们 尝试利用大一新生在高中就已经掌握的运用导数判 别函数的单调性知识来给出一个简单的证明.首先给出一个引理.引理 设函数h(.x,y)是定义在应上开集D 的 实值函数,如果在D 内的一个矩形区域J = La,*+X *9]上有混合偏导数x y>o 或者h x>o,那么有h ( ,d ) 一h(*, c) 一h(a 9) + h(a ,c)〉0 .收稿日期:2020 - 09 - 18修改日期2020 -11 -28作者简介:刘雁鸣0974 —),女,内蒙赤峰,理学硕士,副教授,高等数学教 ,Email :liuyanminglaoshi@126 com7如果在J 上有混合偏导数E <0或者E <o,那么有h(*9) —h(*,c ) —h(a,9)+h(a ,c)<0.证明 首先,由假设h y>o,对于固定的变量 x 2[a,*+,函数h x作为定义在区间*9]上关于变量 y 的导数大于零,故由单调性判别法可知hl (x9) — h'x (x ,c)>0.函数h(x,d )—h(x,c )作为定义在区间[a,*+上 关于变量x 的一元函数的一阶导数为正,再次应用判别 知[h(*,d ) —h(*,c)] 一 [h(a,d ) — h(a,c )]>0. 此即 h(*,d )—h(*,c) 一h(a , d) + h(a , c)>0.对于 二元函数h(x,y ),变量x 与y 地位对等,故可以类 似的证明E x>0的情形.其次,由假设/4<0,对于固定的变量x 2 [a , *+,函数1作为定义在区间*9+上关于变量y 的 导数小于零,故由单调性判别法可知1 (x,9—h'x(x ,c )<0.而函数h(x 9) —h(x ,c )作为定义在区间[a,*] 上关于变量x 的函数的一阶导数为负,再次应用单第24卷第2期刘雁鸣:二阶连续混合偏导数相等的一个简洁证明65调性判别法可知, 9% 一 h(b ,c~) + 一,9) 一 X(a ,c) + <0.此即 h $ ,9)一h(b ,c)一h(a,9)+h(a,c )<0.对于二元函数h (xy ),变量x 与y 地位对等,故可以类 似的证明h ,x <0的情形.证毕•下面证明定理.令h(x,y ) =f(x,y )—(x ° ,0)+ E (x ° , ,0)](x —x 0)(y —,0).易知h(x , y )在D 内连续、具有二阶连续偏导数.对h(x , y)关于x 求偏导,得, y ) = f :(x , y')—1* E , (x ° , ,0)+E (x 0, ,0)](y —,0),在点(x ° , ,0 )处,h xy (x ° , ,0 ) = 2* Ey (x ° , ,0 ) — f yx (x ° , ,0 ) ] •对h(x , y)关于y 求偏导,得h((x , y ) = f ,(x , y ) —2 * E, (x ° , ,0 )+ E (x ° , ,0)](x —x °),在 (xy 0 )处h yx (x ° , ,0 ) = 1* Ex (x ° , ,0 ) — Ey (x ° , ,0)+ •因此有 Ey (x ° , ,0 ) = —hyx (x ° , ,0 )•若E p (x ° , ,0).0 ,由于h (x , y )在D 内具有二 阶连续偏导数,故在点(x 0, ,0)的某邻域内均有E ,(x , y )〉0.在该邻域内取矩形区域[a , b ]X *c , 9+ ,有h(b , 9) 一h(b , c ) 一h(a , 9)+h(a , c )〉0.同时,又有h (x (x ° , ,0)<0 ,从而h (b 9 ) —h (b c ) —h (a 9 ) +h (a c ) <0 •这个矛盾表明,只有h,(x 0, ,0) = 0成立.因此fE xy (x 0 y 0 ) =fE yx (x 0 y 0 ) •证毕•这个证明比较简单,笔者在课堂教学中讲授过 数次,学生容易接受和掌握,也加深了对利用导数判别函数单调性的认识•参考文献*+同济大学数学系编.高等数学(下册):M ].7版•匕京:高等教育出版社,2017:70.*+菲赫金哥尔茨著•微积分学教程(第一卷)M +杨張亮,叶彦谦译•版•匕京:高等教育出版社2006 = 347 - 348*+华罗庚,王元著.高等数学引论(第二册)[M ].1版•匕京:高等教育出版社2009:43 - 44.*+华东师范大学数学系编.数学分析(下册)[M+ 4版.北京:高等教育出版社,2016:139 - 140.(上接第63页)U 1)=1在yoz 面上的投①②影方程•解曲线%由两封闭球面相交而成,是一条封闭曲线,但由①一②消去x 得y +z =1 •这是变量y 和z 可在定任意取值的平面方程,说明方程组在消去x 的过程中也消去了对变量y 和变量z 的限制,因此曲线%在yoz 面上的投影曲线仅是方程组J ,+z =1所表示曲线的一部分,需要添加消去的限制l x =0条件使它成为所求投影曲线方程•由①知, —1 ,由②知y —1 —1 ,联立两不等式得0—y —1 ,因此曲线4 y +z = 1%在y o z 面上的投影方程是3(0—,—1).[x = 0通过以上讨论可看出,同济七版《高等数学》工教材对空间曲线C :y z ) =0y z )=0① 在某一坐标面上②的投影曲线方程的定义更为恰当,空间曲线C 在坐标面上的投影曲线可能与它相应的投影柱面在坐标面上的准线吻合,也可能只是其投影柱面在相应坐标面上的准线的一部分•排除定理1的情形,如果曲线C非封闭,或曲线C 封闭,只要方程组消去某一变量如变量z 的同时并没有改变原方程组中另两个变量如x ( y ) 的曲 线 C 在 xoy 面 的 曲 线就是投影柱面在xoy 面的准线•空间曲线以参数方程形式给出时,类似讨论.参考文献*+同济大学数学系•高等数学(下册)[M+7版•匕京:高等教20147*+朱健民,李建平.高等数学(上册)[M ].2版•匕京:高等教2015.*+吴赣昌•高等数学(上册)[M ]. 3版•匕京:中国人民大学2009.*+水乃翔.从空间曲线投影问题的典型错误谈起*+•湖州师范学院学报:自然科学版1984 , ( S1):55 -57.。
二元复合函数求偏导

二元复合函数求偏导一、背景介绍在微积分中,我们常常需要对复合函数进行求导。
复合函数是指一个函数中嵌套了另一个函数,也可以说是一个函数作为另一个函数的输入。
本文将讨论二元复合函数的求导,即当一个函数中包含两个自变量时,如何求得对其中一个自变量的偏导数。
二、基本概念在讨论二元复合函数之前,我们先回顾一些基本概念。
1. 函数的导数函数的导数反映了函数在某一点处的变化率。
对于一个变量为x的函数f(x),其导数可以用f’(x)或者dy/dx表示。
2. 偏导数当一个函数有多个自变量时,我们可以通过偏导数来表示函数在某一点对某个自变量的变化率。
对于一个二元函数f(x,y),我们用∂f/∂x表示对x的偏导数,用∂f/∂y表示对y的偏导数。
3. 复合函数复合函数是指一个函数中嵌套了另一个函数。
对于一个函数f(g(x)),我们将其称为复合函数,其中g(x)是函数f的自变量。
复合函数可以将一个变量的变化通过一个或多个函数传递给另一个变量。
三、二元复合函数的求导当一个函数中包含两个自变量时,我们需要使用链式法则来求其偏导数。
链式法则是微积分中常用的求导法则,它允许我们将复合函数的导数表示为内外导数的乘积。
1. 一阶偏导数对于一个二元复合函数f(g(x,y)),我们可以通过如下公式来求得对x的一阶偏导数:∂f/∂x = (∂f/∂u)(∂u/∂x) + (∂f/∂v)(∂v/∂x) 其中,u = g(x,y)是函数f的中间变量。
同样地,我们可以求得对y的一阶偏导数:∂f/∂y = (∂f/∂u)(∂u/∂y) +(∂f/∂v)(∂v/∂y)2. 二阶偏导数二阶偏导数表示对一阶偏导数再求导的结果。
我们可以分别对一阶偏导数再次应用链式法则来求得二阶偏导数。
对于二阶偏导数∂2f/∂x2,我们先对一阶偏导数对x求导,然后再求导得到:∂2f/∂x2 = (∂2f/∂u2)(∂u/∂x)^2 + 2(∂^2f/∂uv)(∂u/∂x)(∂v/∂x) + (∂2f/∂v2)(∂v/∂x)^2类似地,我们可以求得二阶偏导数∂2f/∂y2:∂2f/∂y2 = (∂2f/∂u2)(∂u/∂y)^2 +2(∂^2f/∂uv)(∂u/∂y)(∂v/∂y) + (∂2f/∂v2)(∂v/∂y)^2还有一个二阶偏导数∂^2f/∂x∂y,我们可以通过一阶偏导数对x求导再对y求导的结果来求得:∂^2f/∂x∂y = (∂2f/∂u2)(∂u/∂x)(∂u/∂y) + 2(∂^2f/∂uv)(∂u/∂x)(∂v/∂y) + (∂2f/∂v2)(∂v/∂x)(∂v/∂y)同样地,我们可以求得二阶偏导数∂^2f/∂y∂x:∂^2f/∂y∂x = (∂2f/∂u2)(∂u/∂y)(∂u/∂x) + 2(∂^2f/∂uv)(∂u/∂y)(∂v/∂x) + (∂2f/∂v2)(∂v/∂y)(∂v/∂x)3. 高阶偏导数除了二阶偏导数以外,我们还可以求得更高阶的偏导数。
多元函数的偏导数和全微分

6.2 多元函数的偏导数和全微分6.2.1 偏导数的概念与计算1.偏导数定义对于二元函数),(y x f z =,如果只有自变量x 变化, 而自变量y 固定, 这时它就是x 的一元函数, 这函数对x 的导数, 就称为二元函数),(y x f z =对于x 的偏导数。
定义:设函数),(y x f z =在点(x 0, y 0)的某一邻域内有定义, 当y 固定在y 0而x 在x 0处有增量∆x 时, 相应地函数有增量),(),(0000y x f y x x f -∆+ 如果极限xy x f y x x f x ∆-∆+→∆),(),(lim00000存在, 则称此极限为函数),(y x f z =在点(x 0,y 0)处对x 的偏导数, 记作:0y y x x xz ==∂∂,0y y x x xf ==∂∂,00y y x x xz ==,或),(00y x f x 。
即:xy x f y x x f y x f x x ∆-∆+=→∆),(),(lim),(0000000.类似地,函数),(y x f z =在点(x 0, y 0)处对y 的偏导数定义为:yy x f y y x f y ∆-∆+→∆),(),(lim00000,记作:0y y x x yz ==∂∂,0y y x x yf ==∂∂,00y y x x yz ==,或),(00y x f y 。
偏导函数:如果函数),(y x f z =在区域D 内每一点),(y x 处对x 的偏导数都存在, 那么这个偏导数就是x 、y 的函数, 它就称为函数),(y x f z =对自变量x 的偏导函数, 记作x z ∂∂, xf ∂∂, x z , 或),(y x f x 。
偏导函数的定义式:x y x f y x x f y x f x x ∆-∆+=→∆),(),(lim ),(0.类似地, 可定义函数),(y x f z =对y 的偏导函数, 记为y z ∂∂, yf∂∂, y z ,或),(y x f y 。
数学分析第十六章课件偏导数与全微分

解: 已知
则
V 2 rh r r 2h
r 20, h 100, r 0.05, h 1
V 2 20100 0.05 202 (1) 200 (cm3)
即受压后圆柱体体积减少了
作业
• P192:1:(单数题) • P193:7;9 • P208:1:(双数题) • P208:3 • P209:9 • P217:1:(1;3);2:(2;4);6 • P223:2;3;8
定理16.1 3.全微分与偏导数的关系:
f (x, y) 设 (x0 , y0 ) 可微,在表达式中 分别令 f 0 x 0 和 x 0 y 0
得
定理16.2
从而:f 在 p0 的全微分可写成
dz |p0 fx (x0 , y0 )dx f y (x0 , y0 )dy
z f (x) 在某区域 G 内(x,y) 点的全微分为
f11,
f12,
f21,
f22
书上记号易混
链式法则的应用
偏微分方程的变换
目的
求解
2)复合函数的全微
设
u
f (x, y),若x, y为自变量,则
du f dx f dy x y
进一步,若x (s,t) y (s,t) 则有
du u ds u dt dx x ds x dt dy y ds y dt
r x 2
2x x2 y2 z2
x r
r z z r
4、计算
的近似值.
解: 设
,则
f x (x, y) y x y1 , f y (x, y) x y ln x
取
则 1.042.02 f (1.04, 2.02 )
1 2 0.04 0 0.02 1.08
二阶偏导数求导公式
二阶偏导数求导公式二阶偏导数是多元函数求导的重要概念,它描述了函数在多个变量方向上的变化率。
求取二阶偏导数涉及到多次对同一变量求导,因此需要特定的求导规则和方法。
本文将会介绍二阶偏导数的求导公式,并以生动、实例展示,使读者更好理解和应用这一概念。
在多元函数中,二阶偏导数表示对函数的某个变量进行两次偏导。
根据求导的变量和顺序不同,分为两种类型:混合偏导数和连续偏导数。
首先,我们来看混合偏导数。
对于一个具有两个变量的二元函数f(x, y),其混合偏导数指的是先对其中一个变量求一次导数,再对另一个变量求第二次导数。
假设我们要求函数f(x, y)对变量x的偏导数,可以先对x求一次偏导生成一个新的函数,再对这个函数求关于y的偏导,即可得到关于x的混合偏导数。
其数学表达式如下所示:∂²f(x, y) / ∂x∂y = ∂/∂y(∂f(x, y)/∂x)值得注意的是,混合偏导数的结果与求导的顺序有关。
比如对于f(x,y)=x²y³,混合偏导数∂²f(x,y)/∂x∂y 和∂²f(x,y)/∂y∂x 的结果是不同的。
前者是12x²y,而后者是6x²y²。
另一种类型是连续偏导数。
在二元函数f(x, y)中,如果对其中一个变量求偏导后,再对同一个变量进行再次偏导,那么我们就得到了该函数的连续偏导数。
连续偏导数的求导公式与一元函数的求导规则相似。
具体地说,对于二元函数f(x,y),我们可以首先对x求一次偏导,再对x对应的导数对y求导。
这样就得到了函数f(x,y)的连续偏导数。
符号表示为:∂²f(x,y)/∂x² = ∂/∂x(∂f(x,y)/∂x)类似地,我们也可以先对y求导,再对y对应的导数对x求导。
这样得到的结果与上述相同。
连续偏导数与混合偏导数的结果是相等的。
通过以上例子和公式,我们可以看到,二阶偏导数的计算需要按照一定的顺序和规则进行求导。
第 二 节 偏 导 数
定理7.1
在区域D内连续,那么在该区域 内这两个二阶混合偏导 数必
相等.
2 2 2 (0,0,1), f xz (1,0,2), 例6 设f ( x, y, z) xy yz zx , 求f xx
§7.2 偏导数
偏导数的概念 偏导数的几何意义
偏导数与连续的关系
高阶偏导数 小结 思考与练习
偏导数的概念
设函数z f ( x, y)在点(x0 , y0 )的某一邻域内有定义, 当y固定
在y0 , 而x在x0处有增量x时, 相应的函数有增量
x z f ( x0 x, y0 ) f ( x0 , y0 )
例1 解
求z x 2 sin 2 y的偏导数。
为求 z , 视y看作常数,对 x求导,得 x
z 2 x sin 2 y x
z z 2 x 2 cos 2 y 为求 , 视x看作常数,对y求导,得 y y
例2 解
设f ( x, y ) x y x 2 y 2 , 求f x(3,4), f y (0,5)
偏导数与连续的关系
我们知道,一元函数 y f ( x)在x0可导,则它在该点必连 续.
但对于二元函数 z f ( x, y),即使在点 ( x0 , y0 )的两个偏导数都存在 ,
函数f ( x, y)在点(x0 , y0 )不一定连续。
x2 y 2 例如 f ( x, y ) 1
z x,
f x ( x, y),
z , y
f ( x, y ) , y
z y,
f y( x, y),
微积分:8.2 偏导数
y f (x)
T
f ( x0 ) tan ,(为倾角)
M
C
•
O
x0
x
二元函数偏导数的几何意义
设M0 ( x0 , y0 , f ( x0 , y0 )) 为曲面
z f ( x, y) 上的一点, 过点M0
作平面 y y0 , 此平面与曲面 相交得一曲线, 曲线的方程为
z f ( x, y),
一元函数可导
连续,
多元函数偏导数存在
连续,
xy2
例
设
z
f
( x,
y)
x2
y4
0
x2 y2 0 x2 y2 0
解 函数在(0,0)可偏导,但是
lim ( x, y)(0,0)
xy2 x2 y4
沿 xky2
lim
y0
ky2 k2 y4
y2 y4
k k2 1
与k有关, 此极限不存在,
2u x 2
a 2e ax
cos
by,
2u y2
b2eax
cos by,
2u abeax sinby xy
2u abeax sin by. yx
在一定条件下,混合偏导数相等!
定理 如果函数 z f ( x, y) 的两个二阶混合偏
导数 fxy( x, y)与f yx( x, y) 在区域D内连续,那么在 该区域内
z y
3x
2y
z
y (1, 2)
解2 z y2 x2 6 x 4
先求后代 先代后求
z x (1, 2)
z
1 3y y2,
x1
z y (1, 2)
求f ( x, y, z) (z a xy )sinln x2 在点(1,0,2)处的 三个偏导数.
二元函数连续偏导数和全微分之间的关系
二元函数连续偏导数和全微分之间的关系1. 引言1.1 二元函数连续性的重要性二元函数的连续性在数学中具有重要意义。
连续性是函数在定义域内连续变化的性质,它保证了函数在某一点附近的变化是平滑的,没有突变或间断。
对于二元函数而言,连续性的重要性更加显著。
二元函数的连续性直接影响到函数在给定点的极限存在性。
如果一个二元函数在某点处不连续,那么在该点处的极限也将不存在。
这将导致在对函数进行分析或求解问题时出现困难,因为在极限点附近的函数值无法确定,使得无法准确描述函数的性质。
连续性也是进行微分和积分运算的前提条件之一。
在实际问题中,我们常常需要对二元函数进行微分或积分来得到某些性质或信息。
如果函数不是连续的,那么在这些点处微分或积分将无法进行,进而影响到对问题的解决。
二元函数的连续性还与函数的可导性有密切关系。
在连续性的基础上,我们可以讨论函数是否可导。
可导性是用来描述函数在某点处的变化率,是求导数和偏导数的基础。
如果一个二元函数不连续,那么在该点处不可能存在偏导数,这将限制我们对函数变化率的研究。
二元函数的连续性是数学分析中的基础性概念,它影响着函数的极限、微分、积分以及可导性等方面。
对于研究二元函数的性质和求解实际问题具有重要作用,因此我们必须重视二元函数连续性的重要性。
1.2 连续偏导数的概念连续偏导数是二元函数中非常重要的概念,它描述了函数在某一点处对不同方向的变化率。
在二元函数中,我们通常会对每个自变量求偏导数,而这些偏导数是否连续就决定了函数在该点是否具有连续性。
具体来讲,如果一个二元函数在某一点处的偏导数存在且连续,那么我们称该函数在该点处具有连续偏导数。
连续偏导数的概念是基于一元函数的连续性延伸而来的,它告诉我们函数在该点附近不仅在某一方向上变化平稳,而且在所有方向上都变化平稳。
连续偏导数的存在意味着函数在该点处是光滑且连续的,而这对于研究函数的性质和行为至关重要。
通过连续偏导数,我们可以更好地理解函数的局部性质,包括强调函数的斜率、曲率以及其他微分性质。
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二元函数偏导数连续的表达式
偏导数是多元函数在某一个点上关于其中一个自变量的变化率,它
是研究多元函数性质和求极值的重要工具。二元函数指的是包含两个
自变量和一个因变量的函数。在二元函数中,偏导数连续的表达式是
计算偏导数时需要使用的一个重要定理。下面将详细介绍二元函数偏
导数连续的表达式。
1. 二元函数的偏导数概念
偏导数是用于描述多元函数在某给定点处沿着某一坐标轴方向的变化
率。对于二元函数 $z=f(x,y)$,如果点 $(x_0,y_0)$ 处的偏导数存在,
那么其偏导数定义如下:
$$
\frac{\partial f}{\partial x}=\lim_{\Delta x \rightarrow 0} \frac{f(x_0+\Delta
x,y_0)-f(x_0,y_0)}{\Delta x},
$$
$$
\frac{\partial f}{\partial y}=\lim_{\Delta y \rightarrow 0}
\frac{f(x_0,y_0+\Delta y)-f(x_0,y_0)}{\Delta y}.
$$
其中,$\Delta x$ 和 $\Delta y$ 表示 $x$ 和 $y$ 的增量,$\partial f /
\partial x$ 和 $\partial f / \partial y$ 分别表示关于 $x$ 和 $y$ 的偏导数。
2. 二元函数的偏导数连续表达式
对于二元函数 $z=f(x,y)$,如果其偏导数连续,那么就满足以下定理:
若 $f(x,y)$ 在 $(x_0,y_0)$ 的某一领域内有定义,且 $\dfrac{\partial
f}{\partial x}$ 和 $\dfrac{\partial f}{\partial y}$ 在点 $(x_0,y_0)$ 存在且
连续,那么 $f(x,y)$ 在点 $(x_0,y_0)$ 可微。
也就是说,如果二元函数的偏导数都存在且连续,那么该函数在该点
可微。它可以写成以下形式:
$$
\dfrac{\partial^2 z}{\partial x \partial y}=\dfrac{\partial^2 z}{\partial y
\partial x}.
$$
这就是二元函数偏导数连续的表达式。简单来说,就是$f(x,y)$ 对
$x$ 和 $y$ 的偏导数与 $y$ 和 $x$ 的偏导数互相交换,结果相等。这个
结论对于一些复杂的题目来说,可以大大简化计算的步骤。
3. 总结
二元函数偏导数连续的表达式是一个重要的定理,它可以方便我们计
算复杂的题目。当二元函数的偏导数都存在且连续时,这个函数在该
点是可微的。同时,偏导数可以用来求解多元函数的极值,因此对于
研究函数的性质有着重要的应用价值。